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飞船运行速度很快的,为什么航天员出舱感觉不到任何风力
飞船运行速度那么快,航天员出舱会不会被大风刮跑啊?毕竟快速骑行的摩托车都让人感到风力很大!
对于这个问题的答案,相信读者心中都有数,但我们还是可以借着这个提问,来讨论一下航天员太空行走时,会有哪些经历和感受。
不过首先要澄清一个概念,飞船和空间站是不同的两种设备,飞船是运载航天员往返地面的交通工具,不存在出舱的情况。
而题主所说的出舱,应该指的是在空间站或者早些年的太空舱,相当于在太空建造的房子,所以下面的内容我们是以空间站来叙述的。
1、空间站运行速度有多快
无论是国际空间站,还是中国的天宫空间站,都位于距离地面400千米的位置,这是空间站运行的最佳高度。
我们知道在空间站上是失重的,但是这种失重并不是没有重力,而是空间站绕地高速飞行所产生的离心力,几乎抵消了地球对空间站的引力,两者处于平衡的状态,这也是空间站能够绕地飞行的原因。
事实上,空间站一直都在以很小的幅度向地球坠落,所以每隔一段时间,空间站就需要很小的助推剂,稍微向上抬一点,以继续维持400公里的高度。
三大宇宙速度相信很多读者都知道,就是航天器绕地飞行、脱离地球引力和飞出太阳系所需的最小发射速度。第一、第二、第三宇宙速度分别是7.9公里/秒,11.2公里/秒和16.7公里/秒。
而空间站绕地飞行,需要保持第一宇宙速度,也就是7.9公里/秒。这让距离地面400公里的空间站,每90分钟就可以绕地飞行一圈,一天飞行16圈。
如果在地面上,以7.9公里/秒的速度移动是无法想象的,人类根本无法承受这种速度带来的后果。
我们拿行驶中的高铁来举个例子,假设高铁的时速是300公里,也就是83米/秒左右的速度。在车厢里,乘客只能感受到高铁在平稳地向前行驶,但如果有人把头伸到高铁窗外,相信很快就会被强大的风力撕裂。
地球上最强的风暴是强台风,风速是50米/秒,这已经可以将建筑物掀翻了,而高铁运行时产生的风速属于超强台风级别的,人类无法承受这种风速。
但是在空间站,航天员出舱执行任务时,在高达7.9公里/秒的速度下运行,却像原地不动一样毫无波澜。
这一方面是因为在空间站上,没有像在地面上一样原地不动的参照物。航天员只有望向地球,才能感觉到自己在移动,但由于距离太远,他们不会感到自己正以23倍的音速在飞行。
另一个感觉不到高速的原因,则是太空之中没有风!
2、空间站上的航天员出舱时,为何感受不到任何风力?
风力是什么?我们原地不动时有空气流动过来,或者我们快速奔跑时感受到的空气阻力就是风力!
风又是如何形成的?简单点说,就是地面上的空气受热不均,有些地方的空气温度高膨胀上升,而有些地方的空气较冷收缩下降,这一升一降之间产生了落差,空气互相流动起来便产生了风。
也就是说风产生的必要前提是要有空气,我们地面的空气主要由氮气和氧气组成,这些看不见摸不着的空气,是实实在在存在的,它们有质量、有压强、有阻力。
当空气流动达到一定速度,或者人们相对移动速度够快时,人体就能感受到来自空气的阻力,也就是风力。
而在距离地面400公里的太空之中,完全是真空环境,是没有任何空气的,即使有一些空气中的元素,也可以忽略不计。没有空气也就不可能形成风,航天员更不可能感受到风力。否则别说航天员了,就算空间站也无法正常飞行!
另外,航天员在执行出舱任务时,穿着相当于小型宇宙飞船的舱外航天服,人体与太空环境是完全隔离的,也不可能直接感受到太空的真空环境。
舱外航天员,就像空间站上的一个部件一样,跟空间站一起以7.9公里/的速度在绕地飞行,航天员不会感受到任何风力。
关于舱外航天员为何感受不到风力的话题,确实没有太多内容可写,问题的答案也是一目了然。
下面借着这个话题,我们来看一下航天员执行舱外任务时,还有其他那些内容可以讨论的:
3、关于航天员执行舱外任务的其他内容
7月4日,刘伯明、汤洪波两位航天英雄执行舱外任务,引起了世界的关注,尤其他们身穿的第二代舱外宇航服更加耀眼。
1、舱外宇航服是航天员的生命保障系统,为他们提供生命所需的氧气、气压和水源。我国的舱外宇航服还增加了提供食物的功能,这一点在国际空间站执行舱外任务的航天员是无法享受的。
2、舱外宇航服除了要灌入纯氧,还要保证足够的气压,比大气压强要低一些,大致相当于地面9000米高度的大气压强。
3、我们在地面直播视频中可以看出,两位航天员舱外行走的速度非常慢,这主要是因为太空行走真不是件容易的事。
太空行走最大的特点就是失重,航天员每一个动作跟在地面上都不一样。太空行走靠的不是腿,而是靠双臂和双手的力量攀爬前进。
为了能够在太空中“行动自如”,航天员训练时,都是在水下模拟失重环境进行舱外行走训练的。他们一次又一次的重复高强度的水下训练,只为在太空中行更方便一些。
4、航天员执行舱任务时,一般不会出现脱离空间站的情况,因为至少有三个方面的措施,来保障他们始终与空间站相连接:
一是航天服的手套,手套上使用了特殊的胶质材料,增强了手套的附着力。二是航天员每次停留在一个安全的位置,都必须将安全绳跟空间站连接起来,这根绳子大概长1米左右。第三层保险是航天服与空间站,始终用一根安全钢索连接,靠活动轮轴来控制长度。
5、航天员舱外任务的路线都是提前规划好的,路线要绕开有安全隐患的位置,航天员在出舱前,要把行走路线烂熟于心。
6、航天员舱外行走必须保持稳定的情绪和慢节奏的行动,以避免头部出汗。因为汗液不会像在地面那样向“下”流动,如果汗液进入眼睛,将会非常危险。汗液会停留在眼睛处,致使航天员看不清东西,而且没办法擦拭。
7、如果航天员的宇航服不小心划破了,宇航服内的氧气会很快消散,气压也会迅速降低,航天员会处于真空的环境,这是致命紧急情况。而且宇航员不会因为窒息而亡,而是在窒息之前,身体会因为真空沸腾起来,这发生在窒息之前。
4、总结一下
1、飞船和空间站是两类不同的航天器,飞船负责交通,空间站负责居住,飞船上没有出舱任务。
2、空间站位于距离地面400千米的高空,以略低于第一宇宙速度飞行,也就是比7.9公里/秒稍微慢一点点。
3、风产生的前提是要有空气,在空气中还要有相对运动才能感受到风力。
4、航天员执行舱外任务,虽然飞行速度很快,但是太空之中没有空气,也就不会感受到风力。
5、最后介绍了一些其他关于航天员舱外行走的内容,欢迎读者朋友们在评论区进行补充!
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